엘리베이터 승강로의 유량계수 산정에 관한 실험 연구

Abstract

최근 건축물이 대형화, 복잡화되면서 건축물내 거주자의 피난 안전성이 관심의 초점이 되고 있다. 초고층 건물의 경우 화재 발생 시 계단을 통한 피난에 시간이 많이 소요되고 특히, 장애인의 경우 계단을 통한 피난 자체가 불가능할 수 있다. 이에 거주자의 피난에 엘리베이터를 이용하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 엘리베이터를 피난에 이용하기 위하여 엘리베이터 승강로가 연기에 오염되지 않도록 하는 연구의 일환으로 엘리베이터 운행 시 승강로 내의 유량계수를 실험을 통하여 살펴보았다. 유량계수는 엘리베이터 피스톤 효과의 양을 결정짓는 중요한 인자이다. 본 연구의 결과는 엘리베이터 피스톤 효과에 대한 연구의 기초 데이터로 활용 가능하다. 실험은 3층과 2층 건물 5곳의 엘리베이터 승강로에서 수행하였으며, 실험 결과 평균 유량계수는 0.954이며 99.99 % 신뢰도를 위해 <TEX>$4{\sigma}$</TEX>를 적용하였을 경우 유량계수가 0.86으로 나타났다. 이 결과는 Klote와 Tamura가 제안한 0.83보다 3.6 %가 큰 값이며, 동일 조건의 엘리베이터 운행 시 피스톤 효과에 의한 최대 계산 압력이 약 7 % 감소함을 의미한다. 이 결과는 현재의 초고층 건물의 제연성능 평가 시 엘리베이터 피스톤 효과의 최대 임계압력을 적용할 경우 보다 실제적이고 작은 값을 적용하여 경제성을 확보할 수 있다는 것을 의미한다. Recently, evacuation safety of building resident become the major concern, as the building has been higher and more complicated. Required evacuation time using stairway is longer in high-rise buildings, moreover it is impossible for the disabled to evacuate by using stairway. For this reason the study on the effectiveness of using elevator for evacuation is progressing. This study shows the flow coefficient of hoistway when elevator is moving. The results of this study can be used for the study of elevator piston effect as basic data. Experiments were performed in 5 different hoistways at 3-story and 2-story buildings. According to the result of flow coefficient experiments, average flow coefficient is 0.954. Considering the <TEX>$4{\sigma}$</TEX> to guarantee 99.99 % reliance, it is 0.86. This result is 3.6 % bigger than 0.83 that Klote and Tamura suggested. It represents that the maximum critical pressure is decreased about 7 % on the same condition of elevator and elevator shaft. When the smoke control performance of high-rise building is evaluated, the result is significant economically by applying a more realistic and less value of elevator piston effect.